Sursa originală: Houchheng Liu.Starea de dezvoltare și tendința industriei de iluminat pentru plante cu LED-uri[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Sursa articol: Material Once Deep

Lumina este factorul de mediu de bază al creșterii și dezvoltării plantelor.Lumina nu numai că furnizează energie pentru creșterea plantelor prin fotosinteză, dar este și un regulator important al creșterii și dezvoltării plantelor.Suplimentul de lumină artificială sau iradierea completă cu lumină artificială poate promova creșterea plantelor, crește randamentul, îmbunătățește forma, culoarea produsului, îmbunătățește componentele funcționale și poate reduce apariția bolilor și dăunătorilor.Astăzi, vă voi împărtăși starea de dezvoltare și tendința industriei de iluminat pentru plante.
Tehnologia surselor de lumină artificială este din ce în ce mai utilizată în domeniul iluminatului plantelor.LED-ul are multe avantaje, cum ar fi eficiența ridicată a luminii, generarea scăzută de căldură, dimensiunea mică, durata de viață lungă și multe alte avantaje.Are avantaje evidente în domeniul iluminatului de creștere.Industria de iluminat în creștere va adopta treptat corpuri de iluminat LED pentru cultivarea plantelor.

A. Starea de dezvoltare a industriei de iluminat cu LED-uri 

1.Pachet LED pentru iluminare de creștere

În domeniul ambalajelor cu LED-uri pentru iluminat de creștere, există multe tipuri de dispozitive de ambalare și nu există un sistem standard de măsurare și evaluare unificat.Prin urmare, în comparație cu produsele autohtone, producătorii străini se concentrează în principal pe direcțiile de mare putere, cob și modul, ținând cont de seria de lumină albă a iluminatului de creștere, având în vedere caracteristicile de creștere a plantelor și mediul de iluminat umanizat, au avantaje tehnice mai mari în fiabilitate, lumină. eficiența, caracteristicile de radiație fotosintetică ale diferitelor plante în diferite cicluri de creștere, inclusiv diferite tipuri de produse de mare putere, putere medie și centrale de putere mică de diferite dimensiuni, pentru a satisface nevoile unei varietăți de plante în diferite medii de creștere, așteaptă să realizeze scopul de a maximiza creșterea plantelor și economisirea energiei.

Un număr mare de brevete de bază pentru napolitanele epitaxiale cu cip sunt încă în mâinile unor companii de top, cum ar fi Nichia din Japonia și American Career.Producătorii autohtoni de cipuri încă nu au produse brevetate cu competitivitate pe piață.În același timp, multe companii dezvoltă, de asemenea, noi tehnologii în domeniul cipurilor de ambalare pentru iluminat de creștere.De exemplu, tehnologia cipurilor cu film subțire de la Osram permite împachetarea cipurilor strâns împreună pentru a crea o suprafață de iluminare cu suprafață mare.Pe baza acestei tehnologii, un sistem de iluminat LED de înaltă eficiență cu o lungime de undă de 660nm poate reduce cu 40% din consumul de energie din zona de cultivare.

2. Creșteți spectrul de iluminat și dispozitivele
Spectrul de iluminat al plantelor este mai complex și mai divers.Diferitele plante au diferențe mari în spectrele necesare în diferite cicluri de creștere și chiar în diferite medii de creștere.Pentru a satisface aceste nevoi diferențiate, în prezent există următoarele scheme în industrie: ①Scheme multiple de combinații de lumină monocromatică.Cele mai eficiente trei spectre pentru fotosinteza plantelor sunt în principal spectrul cu vârfuri la 450nm și 660nm, banda de 730nm pentru inducerea înfloririi plantelor, plus lumina verde de 525nm și banda ultravioletă sub 380nm.Combinați aceste tipuri de spectre în funcție de diferitele nevoi ale plantelor pentru a forma spectrul cel mai potrivit.②Schema cu spectru complet pentru a obține o acoperire completă a spectrului cererii plantelor.Acest tip de spectru corespunzător cipului SUNLIKE reprezentat de Seoul Semiconductor și Samsung poate să nu fie cel mai eficient, dar este potrivit pentru toate plantele, iar costul este mult mai mic decât cel al soluțiilor de combinare a luminii monocromatice.③Folosiți lumină albă cu spectru complet ca bază, plus lumină roșie de 660nm ca schemă de combinație pentru a îmbunătăți eficacitatea spectrului.Această schemă este mai economică și mai practică.

Cipurile LED cu lumină monocromatică de iluminare a plantelor (lungimile de undă principale sunt 450nm, 660nm, 730nm) dispozitivele de ambalare sunt acoperite de multe companii interne și străine, în timp ce produsele interne sunt mai diverse și au mai multe specificații, iar produsele producătorilor străini sunt mai standardizate.În același timp, în ceea ce privește fluxul de fotoni fotosintetici, eficiența luminii etc., există încă un decalaj mare între producătorii de ambalaje autohtoni și cei străini.Pentru dispozitivele de ambalare cu lumină monocromatică de iluminat al plantelor, pe lângă produsele cu benzile principale de lungime de undă de 450nm, 660nm și 730nm, mulți producători dezvoltă, de asemenea, noi produse în alte benzi de lungimi de undă pentru a realiza acoperirea completă a radiației active foto-sintetic (PAR) lungime de undă (450-730nm).

Luminile LED monocromatice pentru creșterea plantelor nu sunt potrivite pentru creșterea tuturor plantelor.Prin urmare, sunt evidențiate avantajele LED-urilor cu spectru complet.Spectrul complet trebuie să atingă mai întâi o acoperire completă a spectrului complet de lumină vizibilă (400-700nm) și să mărească performanța acestor două benzi: lumină albastră-verde (470-510nm), lumină roșie intensă (660-700nm).Utilizați LED albastru obișnuit sau cip LED ultraviolet cu fosfor pentru a obține un spectru „complet”, iar eficiența sa fotosintetică are propriile sale mari și scăzute.Majoritatea producătorilor de dispozitive de ambalare cu LED alb de iluminat pentru plante utilizează Blue chip + fosfor pentru a obține un spectru complet.În plus față de modul de ambalare al luminii monocromatice și al luminii albastre sau al cipului ultraviolet plus fosfor pentru a realiza lumina albă, dispozitivele de ambalare pentru iluminarea plantelor au, de asemenea, un mod de ambalare compozit care utilizează două sau mai multe cipuri cu lungimi de undă, cum ar fi roșu zece albastru/ultraviolete, RGB, RGBW.Acest mod de ambalare are mari avantaje în reglare.

În ceea ce privește produsele LED cu lungime de undă îngustă, majoritatea furnizorilor de ambalaje pot oferi clienților produse cu lungimi de undă variate în banda 365-740nm.În ceea ce privește spectrul de iluminat al plantelor convertit de fosfor, majoritatea producătorilor de ambalaje au o varietate de spectre din care clienții pot alege.Comparativ cu 2016, rata de creștere a vânzărilor în 2017 a înregistrat o creștere substanțială.Printre acestea, rata de creștere a sursei de lumină LED de 660 nm este concentrată în 20%-50%, iar rata de creștere a vânzărilor sursei de lumină LED a plantelor convertite cu fosfor ajunge la 50%-200%, adică vânzările plantelor convertite cu fosfor. Sursele de lumină LED cresc mai repede.

Toate companiile de ambalare pot furniza produse de ambalare generală de 0,2-0,9 W și 1-3 W.Aceste surse de lumină permit producătorilor de iluminat să aibă o flexibilitate bună în proiectarea iluminatului.În plus, unii producători oferă și produse de ambalare integrate cu putere mai mare.În prezent, peste 80% din livrările majorității producătorilor sunt de 0,2-0,9 W sau 1-3 W. Dintre acestea, transporturile companiilor internaționale de ambalare de top sunt concentrate în 1-3 W, în timp ce transporturile de mici și mijlocii- companiile de ambalare de dimensiuni mari sunt concentrate în 0,2-0,9 W.

3.Domenii de aplicare a iluminatului pentru creșterea plantelor

Din domeniul de aplicare, corpurile de iluminat pentru creșterea plantelor sunt utilizate în principal în iluminatul pentru sere, fabricile de plante de iluminat integral, cultura țesuturilor vegetale, iluminatul câmpului agricol în aer liber, plantarea de legume și flori de uz casnic și cercetarea de laborator.

①În serele solare și serele cu mai multe spații, proporția de lumină artificială pentru iluminatul suplimentar este încă scăzută, iar lămpile cu halogenuri metalice și lămpile cu sodiu de înaltă presiune sunt principalele.Rata de penetrare a sistemelor de iluminat cu LED-uri este relativ scăzută, dar rata de creștere începe să se accelereze pe măsură ce costul scade.Motivul principal este că utilizatorii au experiență de lungă durată în utilizarea lămpilor cu halogenuri metalice și a lămpilor cu sodiu de înaltă presiune, iar utilizarea lămpilor cu halogenuri metalice și a lămpilor cu sodiu de înaltă presiune poate furniza aproximativ 6% până la 8% din energia termică pentru seră evitând în același timp arsurile plantelor.Sistemul de iluminat cu LED-uri nu a oferit instrucțiuni specifice și eficiente și suport de date, ceea ce a întârziat aplicarea sa în sere cu lumină naturală și cu mai multe spații.În prezent, aplicațiile demonstrative la scară mică sunt în continuare pilonul principal.Deoarece LED-ul este o sursă de lumină rece, acesta poate fi relativ aproape de baldachinul plantelor, ceea ce duce la un impact mai mic asupra temperaturii.În sere cu lumină naturală și cu mai multe spații, iluminatul cu LED-uri este folosit mai frecvent în cultivarea între plante.

② Aplicație de câmp agricol în aer liber.Pătrunderea și aplicarea iluminării plantelor în agricultura de facilități a fost relativ lentă, în timp ce aplicarea sistemelor de iluminat cu LED-uri a plantelor (controlul fotoperioadei) pentru culturile exterioare de zi lungă cu valoare economică ridicată (cum ar fi fructele dragonului) a înregistrat o dezvoltare rapidă.

③Fabrici de plante.În prezent, cel mai rapid și cel mai utilizat sistem de iluminat pentru plante este fabrica de plante de lumină artificială, care este împărțită în fabrici de plante mobile centralizate cu mai multe straturi și distribuite pe categorii.Dezvoltarea fabricilor de plante de lumină artificială în China este foarte rapidă.Principalul organism de investiții al fabricii de plante de lumină artificială multistrat centralizat nu este companiile agricole tradiționale, dar sunt mai multe companii angajate în produse electronice de semiconductori și de consum, cum ar fi Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong și, de asemenea, COFCO și Xi Cui și alte noi companii agricole moderne.În fabricile de fabrici mobile și distribuite, containerele de transport maritim (containere noi sau reconstrucția containerelor la mâna a doua) sunt încă folosite ca transportatori standard.Sistemele de iluminat pentru plante ale tuturor plantelor artificiale folosesc în cea mai mare parte sisteme de iluminat cu panouri liniare sau cu panouri plate, iar numărul de soiuri plantate continuă să se extindă.Diverse surse de lumină LED cu formulă experimentală au început să fie utilizate pe scară largă.Produsele de pe piață sunt în principal legume cu frunze verzi.

④Plantarea plantelor de uz casnic.LED-ul poate fi utilizat în lămpi de masă pentru plante de uz casnic, rafturi de plantat de plante de uz casnic, mașini de uz casnic pentru cultivarea legumelor etc.

⑤Cultivarea plantelor medicinale.Cultivarea plantelor medicinale implică plante precum Anoectochilus și Lithospermum.Produsele de pe aceste piețe au o valoare economică mai mare și sunt în prezent o industrie cu mai multe aplicații de iluminat a instalațiilor.În plus, legalizarea cultivării canabisului în America de Nord și în anumite părți ale Europei a promovat aplicarea iluminatului de creștere cu LED în domeniul cultivării canabisului.

⑥Lumini înflorite.Ca instrument indispensabil pentru ajustarea timpului de înflorire a florilor în industria de grădinărit flori, cea mai timpurie aplicare a luminilor de înflorire au fost lămpile cu incandescență, urmate de lămpile fluorescente cu economisire a energiei.Odată cu dezvoltarea industrializării LED-urilor, mai multe corpuri de iluminat cu flori de tip LED au înlocuit treptat lămpile tradiționale.

⑦Cultură de țesuturi vegetale.Sursele tradiționale de lumină pentru cultura tisulară sunt în principal lămpi fluorescente albe, care au o eficiență luminoasă scăzută și o generare mare de căldură.LED-urile sunt mai potrivite pentru cultura eficientă, controlabilă și compactă a țesuturilor vegetale datorită caracteristicilor lor remarcabile, cum ar fi consumul redus de energie, generarea scăzută de căldură și durata lungă de viață.În prezent, tuburile LED albe înlocuiesc treptat lămpile fluorescente albe.

4. Distribuția regională a companiilor de iluminat de creștere

Potrivit statisticilor, în prezent există peste 300 de companii de iluminat în creștere în țara mea, iar companiile de iluminat în creștere din zona Pearl River Delta reprezintă mai mult de 50% și sunt deja într-o poziție majoră.Companiile de iluminat Grow din Delta fluviului Yangtze reprezintă aproximativ 30% și este încă o zonă de producție importantă pentru produse de iluminat de creștere.Companiile tradiționale de lămpi de cultivare sunt distribuite în principal în Delta Râului Yangtze, Delta Râului Perlelor și Rim Bohai, din care Delta Râului Yangtze reprezintă 53%, iar Delta Râului Perle și Rim Bohai reprezintă 24% și, respectiv, 22% .Principalele zone de distribuție ale producătorilor de iluminat cu LED-uri sunt Delta râului Pearl (62%), Delta râului Yangtze (20%) și Bohai Rim (12%).

B. Tendința de dezvoltare a industriei de iluminat cu LED-uri

1. Specializare

Iluminarea cu LED-uri are caracteristicile spectrului reglabil și intensității luminii, generare generală scăzută de căldură și performanță bună impermeabilă, deci este potrivită pentru iluminarea de creștere în diferite scene.În același timp, schimbările în mediul natural și căutarea oamenilor pentru calitatea alimentelor au promovat dezvoltarea viguroasă a agriculturii și a fabricilor de creștere și au condus industria de iluminat cu LED-uri într-o perioadă de dezvoltare rapidă.În viitor, iluminatul cu LED-uri va juca un rol important în îmbunătățirea eficienței producției agricole, îmbunătățirea siguranței alimentelor și îmbunătățirea calității fructelor și legumelor.Sursa de lumină LED pentru iluminatul de creștere se va dezvolta în continuare odată cu specializarea treptată a industriei și se va muta într-o direcție mai țintită.

2. Eficiență ridicată

Îmbunătățirea eficienței luminii și a eficienței energetice este cheia pentru reducerea considerabilă a costurilor de operare ale iluminatului instalațiilor.Utilizarea LED-urilor pentru înlocuirea lămpilor tradiționale și optimizarea și ajustarea dinamică a mediului de lumină în funcție de cerințele formulei de lumină ale plantelor de la stadiul de răsad până la etapa de recoltare sunt tendințele inevitabile ale agriculturii rafinate în viitor.În ceea ce privește îmbunătățirea randamentului, poate fi cultivat în etape și regiuni combinate cu formulă ușoară în funcție de caracteristicile de dezvoltare ale plantelor pentru a îmbunătăți eficiența producției și randamentul în fiecare etapă.În ceea ce privește îmbunătățirea calității, reglarea nutriției și reglarea luminii pot fi utilizate pentru a crește conținutul de nutrienți și alte ingrediente funcționale de îngrijire a sănătății.

Potrivit estimărilor, cererea națională actuală de răsaduri de legume este de 680 de miliarde, în timp ce capacitatea de producție a răsadurilor din fabrică este mai mică de 10%.Industria răsadurilor are cerințe de mediu mai mari.Sezonul de producție este mai ales iarnă și primăvară.Lumina naturală este slabă și este nevoie de lumină suplimentară artificială.Iluminatul pentru creșterea plantelor are o intrare și o ieșire relativ ridicată și un grad ridicat de acceptare a intrărilor.LED-ul are avantaje unice, deoarece fructele și legumele (roșii, castraveți, pepeni galbeni, etc.) trebuie altoite, iar spectrul specific de suplimentare a luminii în condiții de umiditate ridicată poate favoriza vindecarea răsadurilor altoite.Lumina suplimentară pentru plantarea legumelor în seră poate compensa lipsa de lumină naturală, poate îmbunătăți eficiența fotosintezei plantelor, poate promova înflorirea și fructificarea, crește randamentul și poate îmbunătăți calitatea produsului.Iluminatul cu LED-uri are perspective largi de aplicare în răsadurile de legume și producția de seră.

3. Inteligent

Iluminatul pentru creșterea plantelor are o cerere puternică pentru controlul în timp real al calității și cantității luminii.Odată cu îmbunătățirea tehnologiei de control inteligent și aplicarea Internetului lucrurilor, o varietate de spectre monocromatice și sisteme de control inteligente pot realiza controlul timpului, controlul luminii și, în funcție de starea de creștere a plantelor, ajustarea în timp util a calității luminii și a ieșirii luminii. este obligat să devină principala tendință în dezvoltarea viitoare a tehnologiei de iluminare a plantelor.